DE8426208U1 - Cover for the nozzles of a vacuum ink print head - Google Patents
Cover for the nozzles of a vacuum ink print headInfo
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Description
eh-seeh-se
Die Erfindung betrifft einen Deckel für die Düsen eines Unterdrucktintendruckkopfes.The invention relates to a cover for the nozzles of a vacuum ink print head.
Die Verwendung von schnelltrocknenden Tinten, z.B. Lösungsmitteltinten, in Tintendruckköpfen nach dem Unterdrucktintenspritzverfahren erfordert Hilfsmittel, die ein Eintrocknen der Tinte an den Düsenenden bei Stillstand bzw. Nichtgebrauch des Druckkopfes verhindern.The use of quick-drying inks, e.g. solvent inks, in inkjet print heads using the vacuum ink injection process requires aids that prevent the ink from drying out at the nozzle ends when the print head is idle or not in use.
Dabei dürfen die entstandenen Tintenmenisken in den Düsen weder berührt, noch darf Tinte durch Außendruck in die Düsenkanäle zurückgedrückt werden. Der vor den Düsen entstehende Druck muß deshalb kleiner sein als die Oberflächenspannung der Tintenwenisken in den Düsenenden. The ink menisci that form in the nozzles must not be touched, nor must ink be pushed back into the nozzle channels by external pressure. The pressure that forms in front of the nozzles must therefore be smaller than the surface tension of the ink menisci in the nozzle ends.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Verschlußeinrichtung für einen Tintendruckkopf zu schaffen, der die Düsen luftdicht verschließt und daher vor dem Eintrocknen schützt, ohne einen Schließdruck auf die Tintenmenisken in den Düsen des Druckkopfes auszuüben.The invention is therefore based on the object of creating a closure device for an inkjet print head which seals the nozzles airtight and therefore protects them from drying out without exerting a closing pressure on the ink menisci in the nozzles of the print head.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Hauptanspruchs. Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.This object is achieved according to the invention by the features of the main claim. Further advantages and features of the invention can be found in the subclaims.
Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigenThe invention is explained in more detail with reference to drawings.
Fig.l einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Deckel für einen Unterdrucktintendruckkopf,Fig.l a section through a cover according to the invention for a vacuum ink print head,
Fig.2 einen Schnitt durch eine andere AusführungsformFig.2 a section through another embodiment
eines erfindungsgemäßen Deckels, 20a cover according to the invention, 20
Fig.3 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsge/Aäßen Deckels und eine Anordnung zum Zusammenführen von Druckkopf und Deckel.Fig.3 shows a further embodiment of a cover according to the invention and an arrangement for bringing together the print head and cover.
Alle gezeigten Darstellungen sind stark vergrößert. Anhand von Fig.l wird zum besseren Verständnis der Erfindung das Funktionsprinzip eines Unterdrucktintendruckkopfes kurz erläutert. Der Druckkopf als Ganzes wird dabei mit 1, seine Tinenspritzdüsen mit 2, seine die Austrittsöffnungen der Düsen 2 aufweisende Stirnseite mit la, der Tintenvorratsbehälter mit 3 und Tintenzuleitungen, die vom Vorratsbehälter 3 zu den Düsen 2All images shown are greatly enlarged. To better understand the invention, the functional principle of a vacuum ink print head is briefly explained using Fig. 1. The print head as a whole is designated 1, its ink spray nozzles 2, its front side with the outlet openings of the nozzles 2 1a, the ink reservoir 3 and ink supply lines that lead from the reservoir 3 to the nozzles 2
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führen, mit 4 bezeichnet. Ein Stück vor der Austrittsöffnung jeder Düse 2 ist in jeder Düse 2 ein piezoelektrisches Röhrchen 5 angeordnet. Wird Spannung daran gelegt, so zieht es sich zusammen und drückt ein Tintentröpfchen zur Austrittsöffnung der Düse auf einen davor liegenden, zu bedruckenden Bogen. Wird die Spannung wieder von dem piezoelektrischen Röhrchen 5 abgeschaltet, so dehnt es sich wieder aus. Dabei bildet die in der Düsenaustrittsöffnung liegende Tintenoberfläche einen gegen das Äußere hin konkaven Meniskus, der je in Fig.l ganz schwach angedeutet und erkennbar ist und eine deutliche Oberflächenspannung aufweist. Diese ist so groß, daß die Tinte bei der Ausdehnung des piezoelektrischen Röhrchens 5 nicht von der Düsenaustrittsöffnung in die Düse 2 zurückgesaugt werden kann, sondern daß neue Tinte aus dem Vorratsbehälter 3 angesaugt wird. Gerade bei schnelltrocknenden Tinten, die deshalb mit sich schnell verflüchtigenden Lösungsmitteln versetzt sind, besteht bei längerem Stillstand oder Nichtgebrauch des Druckkopfes 1 die Gefahr, daß diese Tintenmenisken in den Düsen antrocknen und der Druckkopf unbrauchbar wird. Andererseits besteht die Gefahr, daß beim Aufsetzen eines die Düsen 2 mit den Tintenmenisken abschließenden Deckels der momentane Luftdruck so groß wird, daß die Oberflächenspannung der Tintenmenisken in den Düsen nicht standhält und diese Menisken zerstört werden und dann die Tinte aus den Düsen zurück in die piezoelektrischen Röhrchen 5 fließen kann und deshalb der Druckkopf funktionsunfähig wird. Daher wird mit der vorliegenden Erfindung eine besondere Abdeckung für einen derartigen Tintendruckkopf 1 geschaffen, die so ausgebildet ist, daß beim Aufsetzen eines derartigenlead, designated 4. A little in front of the outlet opening of each nozzle 2, a piezoelectric tube 5 is arranged in each nozzle 2. If voltage is applied to it, it contracts and presses a droplet of ink to the outlet opening of the nozzle onto a sheet of paper lying in front of it that is to be printed. If the voltage is switched off again by the piezoelectric tube 5, it expands again. The ink surface in the nozzle outlet opening forms a meniscus that is concave towards the outside, which is very faintly indicated and visible in Fig. 1 and has a clear surface tension. This is so great that when the piezoelectric tube 5 expands, the ink cannot be sucked back from the nozzle outlet opening into the nozzle 2, but rather new ink is sucked in from the reservoir 3. Especially with quick-drying inks, which therefore contain solvents that evaporate quickly, there is a risk that these ink menisci will dry out in the nozzles if the print head 1 is not in use for a long time and is not in use. On the other hand, there is a risk that when a cover is put on that closes off the nozzles 2 with the ink menisci, the current air pressure will be so high that the surface tension of the ink menisci in the nozzles will not hold up and these menisci will be destroyed and the ink can then flow from the nozzles back into the piezoelectric tubes 5 and the print head will therefore become inoperable. Therefore, the present invention creates a special cover for such an ink print head 1, which is designed in such a way that when such a cover is put on
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Deckels 6 auf die Stirnseite la des Druckkopfes 1 die meniskenförmigen Tintenoberflächen in den Düsen 2 erhalten bleiben und nicht eintrocknen können.cover 6 onto the front side la of the print head 1, the meniscus-shaped ink surfaces in the nozzles 2 are preserved and cannot dry out.
Ein erfindungsgemäßer Deckel 6 besteht aus einem Rahmen- oder Trägerteil 7, das beispielsweise gemäß Fig.! an seiner aer Druckkopf-Stirnseite la zugewandten Deckel-Stirnseite eine umlaufende Rille 7a aufweist, in die ein Dichtungsring 8 eingesetzt, z.B. eingeklebt ist. In einem geringen Abstand von der Deckel-Stirnseite und damit von dem Dichtungsring 8 ist eine sehr weiche Membran 9 in den Rahmen 7 eingesetzt, z.B. eingespannt oder eingeklebt. Ihre Eigenspannung ist geringer als die Oberflächenspannung der Tintenmenisken in den Düsen 2. Die Membran 9 schließt den Rahmen 7 nach außen luftdicht ab. Wird nun bei Nichtgebrauch des Druckkopfes 1 der Deckel 6 mit seinem Dichtungsring 8 gegen die Stirnseite la gedruckt, so wird der Raum 10 zwischen der Austrittsöffnung der Düsen 2 und der Membran 9 luftdicht verschlossen; das Dichtungselement 8 bildet zusammen mit der Membran 9 eine Druckkammer 10. Würde dabei der Druck, z.B. durch zu plötzliches Hinführen des Deckels 6, größer als die Oberflächenspannung der Tintenmenisken, so weicht sofort und zuerst die Membran 9 nach außen aus, so daß sich der Druck garnicht erst auf die T1ntenmen1sken auswirken kann. Durch den durch die Membran 9 bewirkten Druckausgleich 1n der Druckkammer 10 wird trotz des luftdichten Verschlusses der Düsen 2 ein Zerplatzen der Tintenmenisken und zugleich Ihr Eintrocknen sicher vermieden. Die 1n den Figuren stark vergrößert gezeichnete Druckkammer 10 1st In Wirklichkeit sehr klein. Dadurch tritt eine schnelleA cover 6 according to the invention consists of a frame or support part 7 which, for example according to Fig. 1, has a circumferential groove 7a on its cover face facing the print head face la, into which a sealing ring 8 is inserted, e.g. glued. At a short distance from the cover face and thus from the sealing ring 8, a very soft membrane 9 is inserted, e.g. clamped or glued, into the frame 7. Its inherent tension is lower than the surface tension of the ink menisci in the nozzles 2. The membrane 9 seals the frame 7 airtight to the outside. If the cover 6 with its sealing ring 8 is pressed against the face la when the print head 1 is not in use, the space 10 between the outlet opening of the nozzles 2 and the membrane 9 is sealed airtight; the sealing element 8 forms a pressure chamber 10 together with the membrane 9. If the pressure, e.g. due to the lid 6 being moved too suddenly, becomes greater than the surface tension of the ink menisci, the membrane 9 immediately and first of all moves outwards so that the pressure cannot affect the ink menisci at all. The pressure equalization in the pressure chamber 10 caused by the membrane 9 prevents the ink menisci from bursting and drying out despite the airtight seal of the nozzles 2. The pressure chamber 10 shown greatly enlarged in the figures is in reality very small. This causes a rapid
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Sättigung der Luft In der Druckkammer mit Feuchtigkeit Infolge zunächst verdunstender Tinten-Lösungsmittel ein, so daß hierdurch sogar über lange Zelt ein Eintrocknen der Düsen 2 und der Tintenoberflächen sicher vermieden wird.Saturation of the air in the printing chamber with moisture As a result of the ink solvent initially evaporating, so that drying out of the nozzles 2 and the ink surfaces is safely avoided even over a long period of time.
In Fig.2 1st eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Deckels 6 gezeigt. Dabei sind in sämtlichen Fig. gleichwirkende Teile mit denselben Bezugsziffern versehen. Gemäß Fig.2 ist die Membran 9 haubenartig ausgebildet und weist an Ihrer der Stirnseite la zuzuwendenden offenen Seite einen Randwulst 8 auf, der die Dichtung bildet. Membran 9 und Dichtung 8 sind hier also einteilig ausgebildet, wobei der Randwulst 8 mit dem Rahmen 7 verbunden ist und über diesen etwas vorsteht. In Fig. 2, another embodiment of a cover 6 according to the invention is shown. In all figures, parts that function in the same way are provided with the same reference numbers. According to Fig. 2, the membrane 9 is designed like a hood and has an edge bead 8 on its open side facing the front side la, which forms the seal. The membrane 9 and seal 8 are therefore designed as one piece, with the edge bead 8 being connected to the frame 7 and protruding slightly above it.
Gemäß Fig.3 ist der eigentliche Verschlußteil des Deckels 6 als durchgehend hohler, aus weichem Gummi oder Kunststoff bestehender Saugnapf 8 ausgebildet, der sich rückseitig an einem Rahmenteil 7 abstützt. An die somit offene, ebenfalls saugnapfartig ausgebildete Rückseite dieses rohrförmigen Saugnapfes 8 ist die Membran 9 angelegt und durch einen klammerartigen Federrahmen 11 luftdicht angedrückt. Die Membran 9 wird also von der Saugnapfrückseite angesaugt, und beim Andrücken der Saugnapfvorderseite an die Druckkopf-Stirnseite la saugt sich erstere auch an letzterer fest, so daß wiederum die beschriebene luftdicht abgeschlossene Druckkammer 10 entsteht.According to Fig.3, the actual closure part of the cover 6 is designed as a completely hollow suction cup 8 made of soft rubber or plastic, which is supported on the back by a frame part 7. The membrane 9 is placed on the open back of this tubular suction cup 8, which is also designed like a suction cup, and is pressed airtight by a clamp-like spring frame 11. The membrane 9 is thus sucked on by the back of the suction cup, and when the front of the suction cup is pressed against the front face of the print head 1a, the former also sucks itself onto the latter, so that the described airtight pressure chamber 10 is created.
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Wie schon die verschiedenen Ausführungsbeispiele zeigen,
1st es fertigungsmäßig sinnvoll, zumindest einige der Deckeltelle einteilig herzustellen. Es'ist aber
grundsätzlich auch möglich, einen gesamten erfindungsgemäßen Deckel überhaupt einteilig aus Elastmeren mit
verschiedenen Shorehärten herzustellen. Die verwendeten Kunststoffe müssen selbstverständlich gegenüber den
Tintenmaterialien und -lösungsmitteln chemikalienbeständig
sein.
10As the various embodiments show, it makes sense from a manufacturing point of view to manufacture at least some of the lid parts in one piece. However, it is also possible in principle to manufacture an entire lid according to the invention in one piece from elastomers with different shore hardnesses. The plastics used must of course be chemically resistant to the ink materials and solvents.
10
Nun wäre es prinzipiell möglich, den Druckkopf 1 in Spritzrichtung verschiebbar zu lagern, so daß er bei Nichtgebrauch von der Ebene der zu bedruckenden Bogen zurückgeschoben wird, und dann den Deckel 6 noch mit einer Stulpe zu versehen und von vorne über die Stirnseite la des D»*uckkopfes 1 überzustülpen, so daß er dort hält. Zs könnten auch alle anderen brauchbaren, bekannten Befestigungen für den Deckel verwendet werden. In F1g.3 1st jedoch eine besonders vorteilhafte Anordnung für das Zur-Anlage-Bringen von Deckel 6 tnd Druckkopf 1 gezeigt. Hler 1st der Druckkopf 1 verschiebbar 1n einer Geradführung 13 einer drehbaren Scheibe 14 gelagert. In der ausgezogen gezeichneten Stellung 1st der Druckkopf 1 gegen den Saugnapf 8 gedreht und geschoben und daher durch den Deckel 6, 8, luftdicht 1n beschriebener Weise abgeschlossen. Soll der Druckkopf 1 1n seine Druckerstellung gebracht werden, so wird er zuerst 1n Richtung des Pfeiles 15 vom Deckel 6 weg 1n der Führung 13 verschoben und dann mittels der Scheibe 14 1m Uhrzeigersinn um 90° gedreht und 1n Pfeilrichtung 16 gegen die zu bedruckende Fläche 17 in seine Funktionsstellung verschoben. DieseNow it would in principle be possible to mount the print head 1 so that it can be moved in the direction of the spraying so that when not in use it is pushed back from the plane of the sheets to be printed, and then to provide the cover 6 with a sleeve and to put it over the front side 1a of the print head 1 from the front so that it stays there. All other usable, known fastenings for the cover could also be used. However , Fig. 3 shows a particularly advantageous arrangement for bringing the cover 6 and the print head 1 into contact. Here the print head 1 is mounted so that it can be moved in a straight guide 13 of a rotatable disk 14. In the position shown in solid lines the print head 1 is turned and pushed against the suction cup 8 and is therefore hermetically sealed by the cover 6, 8 in the manner described. If the print head 1 is to be brought into its printing position, it is first moved in the direction of arrow 15 away from the cover 6 in the guide 13 and then rotated 90° clockwise by means of the disk 14 and moved in the direction of arrow 16 against the surface 17 to be printed into its functional position. This
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Funktionsstellung ist strichpunktiert gezeichnet. Soll der Druckkopf wieder luftdicht verschlossen werden, so wird ev im umgekehrten Sinn wieder zurückbewegt. Diese Dreh-und Schiebebewegung kann natürlich motorisch erfolgen und durch einen einfachen Bedienungsknopf oder eine Tastatur auslösbar sein.The functional position is shown in dash-dotted lines. If the print head is to be hermetically sealed again, it is moved back in the opposite direction. This turning and sliding movement can of course be motorized and triggered by a simple control button or keyboard.
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···· If IJII ·*···· If IJII ·*
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DE19848426208 Expired DE8426208U1 (en) | 1984-09-05 | 1984-09-05 | Cover for the nozzles of a vacuum ink print head |
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1984
- 1984-09-05 DE DE19848426208 patent/DE8426208U1/en not_active Expired
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